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2022届高考化学一轮复习规范练6钠及其重要化合物含解析新人教版202104211209
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这是一份2022届高考化学一轮复习规范练6钠及其重要化合物含解析新人教版202104211209，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.某厂用Na除掉苯中的水分。某次生产误将甲苯当作苯投进反应釜中,由于甲苯中含水量少,最后反应釜还残留大量的Na。下列处理方法更合理、更安全的是( )。
A.打开反应釜,将Na曝露在空气中与氧气反应
B.向反应釜通入Cl2,Na在Cl2中燃烧生成NaCl
C.向反应釜加大量H2O,通过化学反应“除掉”Na
D.向反应釜滴加C2H5OH,并设置排气管,排出氢气和热量
答案:D
解析:钠曝露在空气中会与空气中的水和氧气反应,这种方法耗时长,且不易将钠处理干净,因此该处理方法不当,A项错误;钠在氯气中燃烧会放出大量的热,可能引起事故,因此该处理方法不当,B项错误;钠与水反应放出大量的热,可能引起事故,C项错误;钠与乙醇反应,反应速度相对缓慢,设置放气管,排出氢气和热量,能够避免事故,D项正确。
2.某实验小组通过下图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法中正确的是( )。
A.②中的大量气泡的主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
答案:C
解析:②中大量气泡的主要成分是氧气,A项错误;③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B项错误;④中红色褪去,应该是由溶液中的强氧化性物质造成的,C项正确;⑤中加入MnO2产生较多气泡,说明溶液中存在H2O2,MnO2的主要作用是作催化剂,D项错误。
3.为除去括号内的杂质,下列各选项中所选用的试剂或方法不正确的是( )。
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在空气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量的Ba(OH)2溶液,过滤
答案:D
解析:NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3和H2O,故加入适量的NaOH溶液可除去Na2CO3溶液中的NaHCO3,A项正确;Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3,故通入过量的CO2可除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,B项正确;Na2O不稳定,加热能生成Na2O2,所以将混合物在空气中加热能除去Na2O2粉末中的Na2O,C项正确;两者均与Ba(OH)2反应生成沉淀,D项错误。
4.一定温度下,m g下列物质在足量的氧气中充分燃烧后,产物与足量的过氧化钠充分反应,过氧化钠增加了n g,且n>m,符合此要求的物质是( )。
①H2 ②CO ③CO和H2的混合物 ④HCOOCH3 ⑤CH3CHO
A.⑤B.①②
C.①②③④D.①②③④⑤
答案:A
解析:这些物质完全燃烧后生成CO2或H2O或二者都有,2H2+O22H2O、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2CO+O22CO2、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,根据化学方程式可知,过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量,因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学组成符合(CO)m·(H2)n的物质充分燃烧后,产物与足量Na2O2反应,过氧化钠增加的质量均为可燃物燃烧前的质量。①②③④符合(CO)m·(H2)n的形式,最终增加的质量为mg;⑤可写成CO·(H2)2·C形式,燃烧后的产物与Na2O2充分反应,增加的质量大于mg,A项正确。
5.下列实验装置不能达到实验目的的是( )。
答案:D
解析:A中反应放热,导致大试管中气体压强增大,红墨水柱右侧上升;B中胶头滴管中为NaOH浓溶液,能吸收较多的CO2,使圆底烧瓶中气体压强减小;C中焰色反应可用光洁无锈的铁丝、镍丝、钨丝等代替铂丝;D中应将NaHCO3置于小试管中,Na2CO3置于大试管中,加热时右侧烧杯中澄清石灰水变浑浊,左侧烧杯中澄清石灰水不变浑浊,说明热稳定性:Na2CO3>NaHCO3。
6.下列说法正确的是( )。
A.Na2O、Na2O2的组成元素相同,两者分别与CO2反应的产物也相同
B.在反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
C.Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2+H2O2Na++2OH-+O2↑
D.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂时,一部分氧元素被氧化,另一部分氧元素被还原
答案:D
解析:Na2O与CO2反应的产物为碳酸钠,Na2O2与CO2反应的产物为Na2CO3和O2,A项错误;在反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;选项C所给离子方程式中的氧元素质量不守恒,得失电子不守恒,C项错误。
7.某实验小组为测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量W g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理的是( )。
答案:A
解析:利用酸碱滴定测定可以测得碳酸钠的含量,A项正确;碱石灰也吸收CO2中含有的水蒸气,B项错误;CO2挥发会带出水蒸气,C项错误;CO2能溶于水,所以不能用排水法收集,D项错误。
8.在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法中不正确的是( )。
A.上述反应是置换反应
B.上述反应是放热反应
C.上述反应中无水CuSO4表现了还原性
D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu
答案:C
解析:钠的化学性质很活泼,在加热熔融的条件下与无水CuSO4反应可置换出铜,所以生成的红色物质为单质Cu,其中Cu2+被还原,表现了氧化性,所以A、D项正确,C项错误;同时由反应物接触瞬间产生耀眼的火花,可推测该反应为放热反应,B项正确。
9.下列叙述中不正确的是( )。
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaOH饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入溶质物质的量相等的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积前者大
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
答案:B
解析:向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,生成Ca(HCO3)2,再向溶液中加入NaOH饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成,A正确;向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸首先发生反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,所以Na2CO3和HCl的物质的量相等时,不会产生CO2,B错误;NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应均生成二氧化碳气体,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,放出CO2的质量相等,NaHCO3和Na2CO3的质量相等时,NaHCO3的物质的量大,所以同温同压下,生成的CO2体积大,C正确;向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,会发生反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,常温下,NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小,且反应消耗水,所以有NaHCO3晶体析出,D正确。
10.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 ml·L-1的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸的体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是( )。
A.原NaOH溶液的浓度为0.2 ml·L-1
B.通入CO2在标准状况下的体积为448 mL
C.通入CO2后,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3
D.通入CO2后,所得溶液中溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1
答案:A
解析:当向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体时,反应有两种可能情况:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O或NaOH+CO2NaHCO3。再加入盐酸100mL时,无论是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3,与盐酸反应时都会生成NaCl,当加入盐酸体积为100mL时,n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n(HCl)=0.02ml,溶质为NaCl时所用NaOH溶液和盐酸的体积相同,那么浓度也相同,即原NaOH溶液的浓度为0.2ml·L-1,A项正确。盐酸由25mL滴至100mL时,发生的反应为NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,消耗HCl0.015ml,生成CO20.015ml,故通入CO2后溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3;设通入CO2后所得溶液中的Na2CO3的物质的量为x,NaHCO3的物质的量为y,根据原子守恒:2x+y=0.02ml、x+y=0.015ml,解得x=0.005ml,y=0.01ml,所得溶液中溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1,C、D项错误。根据碳原子守恒,通入的CO2在标准状况下的体积为336mL,B项错误。
二、非选择题(本题共3个小题,共50分)
11.(18分)某学生为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验(已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd)。
(1)请将上图各装置连接完整(填写装置中的字母):c接f, 接 , 接 ,
接 。
(2)若用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是 。
A.NaNO3溶液B.CCl4
C.苯D.稀硝酸
(3)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到 时再点燃酒精灯。
(4)反应过程中CO2足量,假如反应过程中出现下列两种情况,分别写出两种情况下钠与CO2反应的化学方程式。
①装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
②装置①中钠的质量为0.46 g,充分反应后,将装置①中的固体加入足量稀盐酸中产生224 mL(标准状况)CO2气体,且溶液中还有固体残留: 。
答案:(1)g d e a(或b) b(或a) h
(2)A、B、D
(3)装置⑤中澄清石灰水变浑浊
(4)①2Na+2CO2Na2CO3+CO
②4Na+3CO22Na2CO3+C
解析:(1)根据实验目的,先要制备二氧化碳,选用二氧化碳发生装置为②,为了便于控制反应,选用的药品是块状碳酸钙,所以只能选用稀盐酸,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体,需要经过装置④饱和碳酸氢钠溶液除去杂质氯化氢,然后选用装置③用浓硫酸干燥二氧化碳,干燥后的二氧化碳通入装置①与金属钠反应,反应后的气体利用装置⑤检验,所以正确的连接顺序为c→f→g→d→e→a→b→h(a、b顺序可调换)。
(2)苯的密度小于水的密度,故不能选。
(3)反应开始前,需要排尽装置中的空气,以免空气中的O2、CO2、H2O干扰实验,等到装置⑤中澄清石灰水变浑浊,说明装置中空气已经排净。
(4)①装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,说明反应生成了一氧化碳;装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,说明生成的固体是碳酸钠,钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和一氧化碳,反应的化学方程式为2Na+2CO2Na2CO3+CO。②钠的质量为0.46g,物质的量为0.02ml;充分反应后,将装置①中的固体加入足量稀盐酸中产生224mL(标准状况)CO2气体,二氧化碳的物质的量为0.01ml,含有碳酸根离子0.01ml,钠与碳酸根离子物质的量比为2∶1,说明生成了碳酸钠固体;溶液中还有固体残留,说明有固体碳生成,根据以上分析,钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和碳,反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。
12.(14分)某化学课外活动小组通过实验探究NO能否与Na2O2反应以及反应后的产物,该小组同学设计了如图所示装置(夹持仪器、连接用的乳胶管均已省略)。
经查阅资料知:①NO是不成盐氧化物;②2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。
回答下列问题:
(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式: 。
(2)为了完成实验,选择上图中的装置,其连接顺序为a→ (按气流方向,用小写字母表示);有同学认为该装置存在缺陷,则该缺陷是 。
(3)连接好仪器, ,装入药品后,要通入一段时间的氮气,再滴入浓硝酸,点燃酒精灯,通入氮气的主要目的是 。
(4)装置E的作用是 ;能说明NO与Na2O2发生反应的实验现象是 。
(5)探究NO与Na2O2反应的产物。
假设1:产物只有NaNO3;假设2: ;
假设3:产物为NaNO3和NaNO2的混合物。
为验证反应产物,该小组同学准确称取反应后的固体3.50 g,用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00 mL溶液,取10.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.100 0 ml·L-1 KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定,共消耗KMnO4溶液20 mL。滴定过程中发生反应的离子方程式为 ,反应产物中NaNO2的质量分数为 (保留四位有效数字)。
答案:(1)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)h→i→d→e→b→c→f或g 缺少尾气处理装置 (3)检验装置的气密性 排出装置中的空气,防止NO被空气中的O2氧化为NO2 (4)制备NO D中固体由淡黄色变为白色 (5)产物只有NaNO2 2MnO4-+5NO2-+6H+5NO3-+2Mn2++3H2O 98.57%
解析:(1)木炭与浓硝酸反应必须加热。(2)木炭与浓硝酸反应生成的CO2、NO2进入E中,NO2与水反应生成HNO3和NO,Cu与稀硝酸反应也生成NO,然后经过NaOH溶液,将其中的CO2吸收,再经过B中的氯化钙干燥,最后在D中检验NO与Na2O2是否反应;含有氮氧化物的尾气对环境有污染,应有尾气处理装置。(3)要先通入一段时间的氮气,以防空气中O2的干扰。(4)Na2O2为淡黄色固体,NaNO3和NaNO2均为白色固体。
(5)根据关系式,设NO2-的物质的量为n,
2MnO4- ~ 5NO2-
2ml5ml
0.002mln
求得n=0.005ml
则NaNO2的质量分数为0.005ml×10×69g·ml-13.50g×100%≈98.57%。
13.(18分)已知:A为含金属离子的淡黄色固体化合物,E、X为空气中常见气体,A、B、C、D含有相同的金属离子,其转化关系如下图(部分产物已略去)。
请回答下列问题:
(1)这种金属离子的结构示意图为 。
(2)X的电子式为 。
(3)B中所含化学键的类型是 。常温常压下,7.8 g A与足量水充分反应放出a kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(4)①C也可转化为B,写出该转化的化学方程式: 。
②B与D反应的离子方程式为 。
(5)将一定量的气体X通入2 L B的溶液中,向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量,产生的气体与HCl物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。
A点溶液中所含溶质的化学式为 ,A~B之间发生反应的离子方程式是 。
答案:(1)
(2)··O······C····O····
(3)极性共价键、离子键
2Na2O2(s)+2H2O(l)4NaOH(aq)+O2(g)
ΔH=-20a kJ·ml-1
(4)①Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH或
Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaOH(合理即可)
②OH-+HCO3-CO32-+H2O
(5)Na2CO3、NaCl CO32-+H+HCO3-
解析:A为含金属离子的淡黄色固体化合物,则A为Na2O2,根据2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑及E、X为空气中常见气体,知E为O2,B为NaOH,C为Na2CO3,D为NaHCO3,X为CO2。
(3)B为离子化合物NaOH,所含化学键的类型是极性共价键、离子键;7.8gA与足量的水充分反应放出热量akJ,则2mlNa2O2与足量的水充分反应放出热量20akJ,该反应的热化学方程式为2Na2O2(s)+2H2O(l)4NaOH(aq)+O2(g) ΔH=-20akJ·ml-1。
(4)①C转化为B,即Na2CO3转化为NaOH,可以加Ca(OH)2或Ba(OH)2实现,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH或Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaOH;②B与D反应的离子方程式为OH-+HCO3-CO32-+H2O。
(5)根据Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑知,Na2CO3转化为NaHCO3、NaHCO3转化为NaCl需要的HCl的物质的量相等,实际上产生气体之前消耗盐酸与产生二氧化碳消耗盐酸体积之比为3∶2,说明溶液中还存在NaOH,则原溶液中溶质为NaOH和Na2CO3,结合方程式可知,溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶2,故A点时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,所以A点时溶液中的溶质是Na2CO3和NaCl,A~B之间的反应是Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,离子方程式是CO32-+H+HCO3-。选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液,取10.00 mL,加入甲基橙溶液,用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应,使生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增重
C
重量法
将样品放入烧杯中,置于天平上,加入足量盐酸
减少的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量气
排水体积
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.某厂用Na除掉苯中的水分。某次生产误将甲苯当作苯投进反应釜中,由于甲苯中含水量少,最后反应釜还残留大量的Na。下列处理方法更合理、更安全的是( )。
A.打开反应釜,将Na曝露在空气中与氧气反应
B.向反应釜通入Cl2,Na在Cl2中燃烧生成NaCl
C.向反应釜加大量H2O,通过化学反应“除掉”Na
D.向反应釜滴加C2H5OH,并设置排气管,排出氢气和热量
答案:D
解析:钠曝露在空气中会与空气中的水和氧气反应,这种方法耗时长,且不易将钠处理干净,因此该处理方法不当,A项错误;钠在氯气中燃烧会放出大量的热,可能引起事故,因此该处理方法不当,B项错误;钠与水反应放出大量的热,可能引起事故,C项错误;钠与乙醇反应,反应速度相对缓慢,设置放气管,排出氢气和热量,能够避免事故,D项正确。
2.某实验小组通过下图所示实验,探究Na2O2与水的反应:
下列说法中正确的是( )。
A.②中的大量气泡的主要成分是氢气
B.③中溶液变红,说明有酸性物质生成
C.④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度
答案:C
解析:②中大量气泡的主要成分是氧气,A项错误;③中溶液变红,说明有碱性物质生成,B项错误;④中红色褪去,应该是由溶液中的强氧化性物质造成的,C项正确;⑤中加入MnO2产生较多气泡,说明溶液中存在H2O2,MnO2的主要作用是作催化剂,D项错误。
3.为除去括号内的杂质,下列各选项中所选用的试剂或方法不正确的是( )。
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在空气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量的Ba(OH)2溶液,过滤
答案:D
解析:NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3和H2O,故加入适量的NaOH溶液可除去Na2CO3溶液中的NaHCO3,A项正确;Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3,故通入过量的CO2可除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,B项正确;Na2O不稳定,加热能生成Na2O2,所以将混合物在空气中加热能除去Na2O2粉末中的Na2O,C项正确;两者均与Ba(OH)2反应生成沉淀,D项错误。
4.一定温度下,m g下列物质在足量的氧气中充分燃烧后,产物与足量的过氧化钠充分反应,过氧化钠增加了n g,且n>m,符合此要求的物质是( )。
①H2 ②CO ③CO和H2的混合物 ④HCOOCH3 ⑤CH3CHO
A.⑤B.①②
C.①②③④D.①②③④⑤
答案:A
解析:这些物质完全燃烧后生成CO2或H2O或二者都有,2H2+O22H2O、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2CO+O22CO2、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,根据化学方程式可知,过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量,因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学组成符合(CO)m·(H2)n的物质充分燃烧后,产物与足量Na2O2反应,过氧化钠增加的质量均为可燃物燃烧前的质量。①②③④符合(CO)m·(H2)n的形式,最终增加的质量为mg;⑤可写成CO·(H2)2·C形式,燃烧后的产物与Na2O2充分反应,增加的质量大于mg,A项正确。
5.下列实验装置不能达到实验目的的是( )。
答案:D
解析:A中反应放热,导致大试管中气体压强增大,红墨水柱右侧上升;B中胶头滴管中为NaOH浓溶液,能吸收较多的CO2,使圆底烧瓶中气体压强减小;C中焰色反应可用光洁无锈的铁丝、镍丝、钨丝等代替铂丝;D中应将NaHCO3置于小试管中,Na2CO3置于大试管中,加热时右侧烧杯中澄清石灰水变浑浊,左侧烧杯中澄清石灰水不变浑浊,说明热稳定性:Na2CO3>NaHCO3。
6.下列说法正确的是( )。
A.Na2O、Na2O2的组成元素相同,两者分别与CO2反应的产物也相同
B.在反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
C.Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为Na2O2+H2O2Na++2OH-+O2↑
D.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂时,一部分氧元素被氧化,另一部分氧元素被还原
答案:D
解析:Na2O与CO2反应的产物为碳酸钠,Na2O2与CO2反应的产物为Na2CO3和O2,A项错误;在反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;选项C所给离子方程式中的氧元素质量不守恒,得失电子不守恒,C项错误。
7.某实验小组为测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量W g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理的是( )。
答案:A
解析:利用酸碱滴定测定可以测得碳酸钠的含量,A项正确;碱石灰也吸收CO2中含有的水蒸气,B项错误;CO2挥发会带出水蒸气,C项错误;CO2能溶于水,所以不能用排水法收集,D项错误。
8.在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。下列说法中不正确的是( )。
A.上述反应是置换反应
B.上述反应是放热反应
C.上述反应中无水CuSO4表现了还原性
D.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu
答案:C
解析:钠的化学性质很活泼,在加热熔融的条件下与无水CuSO4反应可置换出铜,所以生成的红色物质为单质Cu,其中Cu2+被还原,表现了氧化性,所以A、D项正确,C项错误;同时由反应物接触瞬间产生耀眼的火花,可推测该反应为放热反应,B项正确。
9.下列叙述中不正确的是( )。
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaOH饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入溶质物质的量相等的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积前者大
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
答案:B
解析:向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,生成Ca(HCO3)2,再向溶液中加入NaOH饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成,A正确;向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸首先发生反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,所以Na2CO3和HCl的物质的量相等时,不会产生CO2,B错误;NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应均生成二氧化碳气体,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,放出CO2的质量相等,NaHCO3和Na2CO3的质量相等时,NaHCO3的物质的量大,所以同温同压下,生成的CO2体积大,C正确;向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,会发生反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,常温下,NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小,且反应消耗水,所以有NaHCO3晶体析出,D正确。
10.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 ml·L-1的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸的体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是( )。
A.原NaOH溶液的浓度为0.2 ml·L-1
B.通入CO2在标准状况下的体积为448 mL
C.通入CO2后,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3
D.通入CO2后,所得溶液中溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1
答案:A
解析:当向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体时,反应有两种可能情况:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O或NaOH+CO2NaHCO3。再加入盐酸100mL时,无论是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3,与盐酸反应时都会生成NaCl,当加入盐酸体积为100mL时,n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n(HCl)=0.02ml,溶质为NaCl时所用NaOH溶液和盐酸的体积相同,那么浓度也相同,即原NaOH溶液的浓度为0.2ml·L-1,A项正确。盐酸由25mL滴至100mL时,发生的反应为NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,消耗HCl0.015ml,生成CO20.015ml,故通入CO2后溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3;设通入CO2后所得溶液中的Na2CO3的物质的量为x,NaHCO3的物质的量为y,根据原子守恒:2x+y=0.02ml、x+y=0.015ml,解得x=0.005ml,y=0.01ml,所得溶液中溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1,C、D项错误。根据碳原子守恒,通入的CO2在标准状况下的体积为336mL,B项错误。
二、非选择题(本题共3个小题,共50分)
11.(18分)某学生为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验(已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd)。
(1)请将上图各装置连接完整(填写装置中的字母):c接f, 接 , 接 ,
接 。
(2)若用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是 。
A.NaNO3溶液B.CCl4
C.苯D.稀硝酸
(3)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到 时再点燃酒精灯。
(4)反应过程中CO2足量,假如反应过程中出现下列两种情况,分别写出两种情况下钠与CO2反应的化学方程式。
①装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
②装置①中钠的质量为0.46 g,充分反应后,将装置①中的固体加入足量稀盐酸中产生224 mL(标准状况)CO2气体,且溶液中还有固体残留: 。
答案:(1)g d e a(或b) b(或a) h
(2)A、B、D
(3)装置⑤中澄清石灰水变浑浊
(4)①2Na+2CO2Na2CO3+CO
②4Na+3CO22Na2CO3+C
解析:(1)根据实验目的,先要制备二氧化碳,选用二氧化碳发生装置为②,为了便于控制反应,选用的药品是块状碳酸钙,所以只能选用稀盐酸,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体,需要经过装置④饱和碳酸氢钠溶液除去杂质氯化氢,然后选用装置③用浓硫酸干燥二氧化碳,干燥后的二氧化碳通入装置①与金属钠反应,反应后的气体利用装置⑤检验,所以正确的连接顺序为c→f→g→d→e→a→b→h(a、b顺序可调换)。
(2)苯的密度小于水的密度,故不能选。
(3)反应开始前,需要排尽装置中的空气,以免空气中的O2、CO2、H2O干扰实验,等到装置⑤中澄清石灰水变浑浊,说明装置中空气已经排净。
(4)①装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,说明反应生成了一氧化碳;装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,说明生成的固体是碳酸钠,钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和一氧化碳,反应的化学方程式为2Na+2CO2Na2CO3+CO。②钠的质量为0.46g,物质的量为0.02ml;充分反应后,将装置①中的固体加入足量稀盐酸中产生224mL(标准状况)CO2气体,二氧化碳的物质的量为0.01ml,含有碳酸根离子0.01ml,钠与碳酸根离子物质的量比为2∶1,说明生成了碳酸钠固体;溶液中还有固体残留,说明有固体碳生成,根据以上分析,钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和碳,反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。
12.(14分)某化学课外活动小组通过实验探究NO能否与Na2O2反应以及反应后的产物,该小组同学设计了如图所示装置(夹持仪器、连接用的乳胶管均已省略)。
经查阅资料知:①NO是不成盐氧化物;②2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。
回答下列问题:
(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式: 。
(2)为了完成实验,选择上图中的装置,其连接顺序为a→ (按气流方向,用小写字母表示);有同学认为该装置存在缺陷,则该缺陷是 。
(3)连接好仪器, ,装入药品后,要通入一段时间的氮气,再滴入浓硝酸,点燃酒精灯,通入氮气的主要目的是 。
(4)装置E的作用是 ;能说明NO与Na2O2发生反应的实验现象是 。
(5)探究NO与Na2O2反应的产物。
假设1:产物只有NaNO3;假设2: ;
假设3:产物为NaNO3和NaNO2的混合物。
为验证反应产物,该小组同学准确称取反应后的固体3.50 g,用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00 mL溶液,取10.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.100 0 ml·L-1 KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定,共消耗KMnO4溶液20 mL。滴定过程中发生反应的离子方程式为 ,反应产物中NaNO2的质量分数为 (保留四位有效数字)。
答案:(1)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)h→i→d→e→b→c→f或g 缺少尾气处理装置 (3)检验装置的气密性 排出装置中的空气,防止NO被空气中的O2氧化为NO2 (4)制备NO D中固体由淡黄色变为白色 (5)产物只有NaNO2 2MnO4-+5NO2-+6H+5NO3-+2Mn2++3H2O 98.57%
解析:(1)木炭与浓硝酸反应必须加热。(2)木炭与浓硝酸反应生成的CO2、NO2进入E中,NO2与水反应生成HNO3和NO,Cu与稀硝酸反应也生成NO,然后经过NaOH溶液,将其中的CO2吸收,再经过B中的氯化钙干燥,最后在D中检验NO与Na2O2是否反应;含有氮氧化物的尾气对环境有污染,应有尾气处理装置。(3)要先通入一段时间的氮气,以防空气中O2的干扰。(4)Na2O2为淡黄色固体,NaNO3和NaNO2均为白色固体。
(5)根据关系式,设NO2-的物质的量为n,
2MnO4- ~ 5NO2-
2ml5ml
0.002mln
求得n=0.005ml
则NaNO2的质量分数为0.005ml×10×69g·ml-13.50g×100%≈98.57%。
13.(18分)已知:A为含金属离子的淡黄色固体化合物,E、X为空气中常见气体,A、B、C、D含有相同的金属离子,其转化关系如下图(部分产物已略去)。
请回答下列问题:
(1)这种金属离子的结构示意图为 。
(2)X的电子式为 。
(3)B中所含化学键的类型是 。常温常压下,7.8 g A与足量水充分反应放出a kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(4)①C也可转化为B,写出该转化的化学方程式: 。
②B与D反应的离子方程式为 。
(5)将一定量的气体X通入2 L B的溶液中,向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量,产生的气体与HCl物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。
A点溶液中所含溶质的化学式为 ,A~B之间发生反应的离子方程式是 。
答案:(1)
(2)··O······C····O····
(3)极性共价键、离子键
2Na2O2(s)+2H2O(l)4NaOH(aq)+O2(g)
ΔH=-20a kJ·ml-1
(4)①Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH或
Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaOH(合理即可)
②OH-+HCO3-CO32-+H2O
(5)Na2CO3、NaCl CO32-+H+HCO3-
解析:A为含金属离子的淡黄色固体化合物,则A为Na2O2,根据2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑及E、X为空气中常见气体,知E为O2,B为NaOH,C为Na2CO3,D为NaHCO3,X为CO2。
(3)B为离子化合物NaOH,所含化学键的类型是极性共价键、离子键;7.8gA与足量的水充分反应放出热量akJ,则2mlNa2O2与足量的水充分反应放出热量20akJ,该反应的热化学方程式为2Na2O2(s)+2H2O(l)4NaOH(aq)+O2(g) ΔH=-20akJ·ml-1。
(4)①C转化为B,即Na2CO3转化为NaOH,可以加Ca(OH)2或Ba(OH)2实现,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH或Ba(OH)2+Na2CO3BaCO3↓+2NaOH;②B与D反应的离子方程式为OH-+HCO3-CO32-+H2O。
(5)根据Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑知,Na2CO3转化为NaHCO3、NaHCO3转化为NaCl需要的HCl的物质的量相等,实际上产生气体之前消耗盐酸与产生二氧化碳消耗盐酸体积之比为3∶2,说明溶液中还存在NaOH,则原溶液中溶质为NaOH和Na2CO3,结合方程式可知,溶液中n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶2,故A点时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,所以A点时溶液中的溶质是Na2CO3和NaCl,A~B之间的反应是Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,离子方程式是CO32-+H+HCO3-。选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液,取10.00 mL,加入甲基橙溶液,用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应,使生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增重
C
重量法
将样品放入烧杯中,置于天平上,加入足量盐酸
减少的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量气
排水体积
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